《计量器具管理》word版

1、计量器具管理1计量器具的选配1.1选配计量器具考虑的因素 测量设备选配要从测量、技术、经济特性综合考虑以下因素：（1）测量特性a）测量设备应具备预期使用要求的测量特性，包括不确定度、稳定度、量程、分辨力等。b）量值应溯源到国际或国家计量基准，如果没有上述基准，应与国际上承认的其他有关计量标准， 如适用的标准物质、共同认可的测量标准或工程标准建立溯源关系。c）接受检定（校准）的方法和对测量对象进行测量的方法要科学、合理、可行、简便。d） 具有合理的检定周期（或确认间隔）。e）能对测量结果进行评价。（2）技术特性a）使用方便，操作简单可靠。b）运输、装卸、组装、安装方便，并易于和检定（或校准）装置

2、连接装配在一起。c）在使用保存期间，易于防护、防损坏、防污染、抗干扰性能良好。d）所需专用辅助设备（安装、读数、记录、电源等）少。e）对环境、操作人员条件要求合适，不苛刻。（3）经济特性a）测量设备购置费用少。b）操作、维护、保护、检定（或校准）费用少。c）能修理，使用寿命长。d）利用率高。e）使用时所需场地少。除考虑上述条件外，还要考虑一些综合影响因素：a）测量设备标准化要求。b）部分类型测量设备没有检定规程。c）测量和计算自动化趋势。d）传统习惯影响。测量设备选配是在综合考虑风险、成本、利益的基础上，对诸多因素进行技术论证、评审和裁决的活 动。其中最关键的是测量特性的选择，特别是不确定度是

3、保证测量结果准确可靠的首要条件。1.2不确定度的选配方案测量器具的不确定度是保证测量结果准确可靠的首要条件。在不确定度满足预期使用条件下，还应考 虑其他测量特性，如稳定度、量程、分辨力，同时还应考虑成本、使用方便性等特点。（1）不确定度选择应满足的条件选择时，应使所选用的计量器具不确定度U1等于或小于计量器具引起的测量不确定度允许值Uo,即:UK UoUo可通过查表表1:计量器具引起的不确定度允许值（针对尺寸测量）得出，计算公式如下：Uo=T/3 M cp式中：Mcp-检测能力指数；T-为产品参数加工制造允许的误差范围，或者工艺过程监测控制参数允许变化范围。注：I计量器具不确定度 U1可视为计

4、量器具的最大测量误差。n计量器具引起的测量不确定度允许值Uo可视为计量器具引起的最大测量误差允许值。单位：mm不同的计量器具有不同的不确定度数值。表 2为千分尺和游标卡尺的不确定度，表 3为比较仪（分度 值0.0005mm）的不确定度，表 4为指示表（分度值0.001mm）的不确定度，表 5为大尺寸外径千分尺 的不确定度推荐值，表 6为大尺寸游标卡尺的不确定度推荐值，表 7为杠杆千分尺的不确定度推荐值。工作公差计量器具不确定度允许值U0大于至0.0090.0180.0320.0580.1000.1800.3200.5801.0001.8000.0180.0320.0580.1000.1800.

5、3200.5801.0001.8003.2000.00090.00180.00270.00540.0090.0160.0290.0540.0900.460表1 :计量器具不确定度允许值（针对尺寸测量）表2：千分尺和游标卡尺的不确定度单位：mm尺寸范围计量器具类型分度值0.01外径千分尺分度值0.01内径千分尺分度值0.02游标卡尺分度值0.05游标卡尺大于至不确定度0500.0040.0080.0200.050501000.0051001500.0061502000.0070.0130.1002002500.0082503000.0093003500.0100.0203504000.01140

6、04500.0124505000.0130.0255006000.0300.1506007007001000表3:比较仪的不确定度（分度值0.0005mm ）单位：mm尺寸范围所使用的计量器具分度值为0.0005 （相当 于放大倍数2000倍）的比较仪分度值为0.001 （相当 于放大倍数1000倍） 的比较仪分度值为0.002 （相当 于放大倍数400倍）的 比较仪分度值为0.005 （相当 于放大倍数250倍）的 比较仪大于至不确定度250.00060.00100.00170.003025400.00070.001840650.00080.001165900.0008901150.0009

7、0.00120.00191151650.00100.00131652150.00120.00140.00200.00352152650.00140.00160.00212653150.00160.00170.0022表4：指示表的不确定度（分度值0.001mm ）单位：mm尺寸范围所使用的计量器具分度值为0.001的千分 表（0级在全程范围内，1级在0.2mm范围内）； 分度值为0.002的千分 表（在1转范围内）；分度值为0.001、0.002、0.005的千分表（1级在 全程范围内）；分度值 为0.01的百分表（0级在任意1mm内）；分度值为0.01的百分 表（0级在全程范围内， 1级在任

8、意1mm内）分度值为0.01的百分 表（1级在全程范围内）大于至不确定度250.0050.0100.0180.030254040656590901151151650.006165215215265265315表5:大尺寸外径千分尺的不确定度推荐值单位：mm尺寸范围 500- 600600 - 700700 - 800800- 900900 - 1000推荐的不确定度0.0140.0160.0180.0200.023表6:大尺寸游标卡尺的不确定度推荐值单位：mm尺寸范围 300- 500 500- 600600 - 700700 - 800800 - 900900 - 1000分度值0.02的卡

9、尺不确定度推荐值0.040.050.050.060.060.07表7：杠杆千分尺的不确定度推荐值单位：mm尺寸范围分度值绝对测量相对测量0 - 500.0010.0020.0010.0020.0030.001550 - 1000.0030.0040.002（2）计量器具的选择步骤选择计量器具应该按以下步骤进行：a） 根据工件的公差值，由表1查出计量器具不确定度允许值Uo。b）根据被测工件的尺寸范围，由表 2 - 7查出符合选择条件 Uiv Uo的计量器具。案例1 :选择测量工作件轴径C 35 -o5（2的计 量器具。解：a）查出计量器具不确定度的允许值Uo。该工件的公差为0.062mm，由表1

10、查得计量器具不确定度允许值U=0.0054mm。b）选择计量器具工件尺寸为C 35mm，是在0- 50mm的范围内，由表 2查知，分度值为0.01mm的外径千分尺不确定 度 U 1=0.004mm。由于上述计量器具不确定度允许值U=0.0054mm,满足UK U0条件要求，所以可选用分度值为 0.01mm的外径千分尺（0-50mm ）。案例2：某厂出厂食品重约150Kg，实际重量按出厂时称重标定，要求测量误差不超过土1.0 Kg，试选配测量设备。解：a）判断测量性质：属于测定量值。b） 确定测量要求：允许测量误差范围T=2 Kg。c） 确定Mcp （检测能力指数）：因属影响企业信誉的参数，较重

11、要，选Mcp =1.1。d） 确定计量器具引起的最大测量误差允许值U。U 0=T/3M cp=2/ （ 3*1.1 ） =0.61 Kg。e） 初选0.2级200 Kg字盘称，计算其最大测量误差U1。“ 0.2级”表示字盘称的最大示值引用误差为0.2%，这样字盘称的最大测量误差U1=200*0.2%=0.4Kg。f） 因为U1V U0,故不确定度满足使用要求，0.2级200 Kg字盘称可用。注：以上是一种较为严格的选择方法，也可以采用一种较为宽松的选择方法：将计量器具在测量参数处的最大测量误差视为 U1。如本例可将字盘称在称重150 Kg处的最大测量误差视为U1,此时U1=150*0.2%=0

12、.3Kg，远远小于Ui=0.61 Kg。但较为宽松的选择方法一般不要采用。案例3：某厂生产的电阻，标称值为150Q，要求误差不超过土1.0Q，试选配测量用电阻表。解：a）判断测量性质：属于测定量值。b） 确定测量要求：允许测量误差范围T=2 Qoc） 确定Mcp （检测能力指数）：因属影响企业信誉的参数，较重要，选Mcp =1.1。d） 确定计量器具引起的最大测量误差允许值U。Uo=T/3Mcp=2/ （3*1.1 ） =0.61 Q。e） 初选0.2级200 Q电阻表，计算其最大测量误差U1。“0.2级”表示电阻表的最大示值引用误差为0.2%，这样电阻表的最大测量误差U1=200*0.2%=

13、0.4 Qcf） 因为U1V U0,故不确定度满足使用要求，0.2级200Q字盘称可用。1.3计量器具的经验选配方法可以凭经验选配计量器具，经验选配原则:U1（ 1/3 - 1/10） T式中：U1-为计量器具的不确定度（可视为计量器具的最大测量误差）。t-为产品参数加工制造允许的误差范围，或者工艺过程监测控制参数允许变化范围。案例4：用经验选配法选择测量轴径C35；.050的计 量器具。解：a） 以工件公差的 1/3作为选择标准：1/3*0.062=0.021mm。b） 分度值为0.01mm的外径千分尺不确定度U1=0.004mm，小于工件公差的 1/3，即:U1V 1/3T所以可以选用分度

14、值为0.01mm的外径千分尺（0 - 50mm）。案例5：某厂出厂食品重约150Kg，实际重量按出厂时称重标定，要求测量误差不超过土1.0 Kg，请用经验选配法选择测量工具。解：a） 确定测量要求：允许测量误差范围T=2 Kg。b） 以测量误差范围的 1/3作为选择计量器具的标准：1/3T=0.67 Kg。c） 初选0.2级200 Kg字盘称，计算其最大测量误差U1:U1=200*0.2%=0.4Kgd）因为U1V 1/3T，故0.2级200 Kg字盘称可用。同样，在对计量器具进行校准时，计量器具（用于校准计量器具）的不确定度U标一般应w需校准的计量器具的不确定度 U表的1/3 - 1/10

15、（至多也应取1/2）, 即:U 标三（1/3 1/10） U 表案例 6：能否用0.2级200V的电压表校准1.0级200V的电压表？解：a）0.2级200V电压表（计量标准器）的最大测量误差 U标=200*0.2%=0.4V。b） 1.0级200V电压表（被校电压表）的最大测量误差U表=200*1%=2V。c）U标w 1/3U表，所以可用0.2级200V的电压表校准1.0级200V的电压表。特别提醒：有些读者也许会问，怎么能用分度值为0.01mm （小数点后2位数）的外径千分尺测量C 35 -0.050 （小数点后3位数）这样的工件呢？这样的问题，说明你对分度值的含义，以及计量器具的选择的选

16、择原则没 彻底理解。注：分度值-相邻两刻度线所代表的量值之差。2检测能力指数MCp及其应用2.1检测能力指数MCp的计算检测能力指数M cp是衡量计量器具和测量方法能否满足生产和管理中各种测量要求的重要指标。它由下式确定：M cp=T/2U一般取U=1.5Ui，这样：M cp=T/3 U i式中：Mcp-检测能力指数。T-产品参数加工制造允许的误差范围，或者工艺过程监测控制参数允许变化范围。U -测量的不确定度（可视为测量的极限误差）。Ui -计量器具（装置或系统）的不确定度（可视为计量器具的最大测量误差。可用最大示值误差或 仪器说明书上给定的 3 3的误差表示）。U2 -除计量器具外其他因素

17、（如测量方法）造成的测量不确定度（测量误差）。测量不确定度U是由计量器具的不确定度 Ui和除计量器具外其他因素（如测量方法）造成的测量不 确定度U2决定的。u= .Ui2 U22由上面的公式可知：T/U=2 M cp或T/ U i=3 M cp显然检测能力指数 Mcp越大，检测能力越强。2.2检测能力的判断准则可根据检测能力指数的大小给出检测能力判断标准，如表7所示。但必须指出，由于行业不同，在具体应用中Mcp值时应结合实际，切忌照搬套用。采用Mcp值时，要根据不同行业、不同工艺要求研究采用，还要在具体工艺控制过程中，使计量器具 的不确定度和工艺装备（加工设备和工装）的不确定度合理匹配，做到技

18、术上合理，经济上合算。表7:检测能力指数 Mcp与检测能力分级级档ABCDE检验与监测Mcp3 - 52- 31.5 - 21 - 1.5V 1T/U6- 104- 63- 42 - 3v 2T/U 19- 156- 94.5 - 63 - 4.5v 3Mcp1.7 - 21.3- 1.71 - 1.30.7 - 1v 0.7一级测量T/U2.6 - 32 - 2.61.5 - 21 - 1.5V 1T/U 15 - 64- 53- 42 - 3v 2能力评价高足够基本满足不足严重不足注：检验与监测用的计量器具的精度应比一般测量用的计量器具的精度高一些。就工厂而言，品管部配备 的计量器具的精度

19、应比生产车间配备的计量器具的精度要高一些。当然，车间配备的计量器具应满足测量 要求。表8测量超差概率 P同M cp的关系M cp0.60.70.80.91.01.01.21.31.4P ( %)7.183.581.640.70.270.100.0320.0270.00068注：测量超差概率 P:测量误差超出允许误差范围的概率。2.3 M cp值计算举例案例7：检测能力指数Mcp与计量器具的选配参数检验：检验销轴直径，直径为C4.450.02。试选用计量器具并计算Mcp值。解：a）选用分度值为 0.01mm的外径千分尺，查表 2得Ui=0.004mm。T=0.02mm，贝U Mcp=T/3U 1

20、=0.02/ （3*0.004 ） =1.67，符合 C 级，基本满足要求。b）选用分度值为0.02的游标卡尺，查表得 Ui=0.02mm。T=0.02mm，贝U Mcp=T/3U 1=0.02/ （3*0.02 ） =0.33，与 E 级相对，严重不足。c）所以选用分度值为 0.01mm的外径千分尺（0 - 50mm ）。3计量器具的校准管理3.1计量器具校准类型（1）入库（进厂）校准测量设备在出厂后，要经过运输，有的要经过几次转手，从出厂到用户收货入库，要经过一段时间。 在这段时间里，由于种种原因，就存在着测量设备变成不合格的可能。所以要对购进的测量设备进行入库 验收、校准，合格方可入库。

21、验收校准不合格的一律不允许入库，退回物资采购部处理。购进的测量设备 凡无制造许可证标志的（CMC标志等），不能认为是合格品，防止社会上不合格的测量设备流入企业。（2）出库（发放）校准仓库存放的测量设备，在发放时，企业计量部门对每件测量设备进行建档、登记、编号、立卡，确定 校准周期后再使用。 并对外观进行检查，已超过校准有效期的， 应进行全面校准。测量设备库存时间长了, 由于保管不善或其他原因，有可能使原本合格的测量设备变成不合格，所以，一定要经过校准合格，才准 发放使用。对于新投入使用的计量器具，是实行周期校准的第一次校准，所以也称“首次校准”。注意：入库、出库校准（或检定）如何进行，是否必要

22、，视各企业的自身情况而定，但必须保证计量 器具在使用前得到校准和检定。（3）周期校准定期校准是指按标准规定对使用中的测量设备进行定期校准。并按强制检定和非强制检定加以区别和 管理，它是整个校准工作的核心。属于强制检定的工作测量设备，应定期由国家授权的计量检定机构（法 定计量机构）进行周期检定。属于非强制检定的工作测量设备，企业也要登记造册，按校准周期自行校准 或送国家授权的计量检定机构进行校准。（4）返回校准从工具库借出的计量器具，返回工具库后，应先进行必要的校准，然后再上量具架待用。此种校准是 周期校准的补充，是否需要，各企业应视具体情况而定。对于专用量具，一般要进行返回校准。（5）巡回校准对重点产品、关键工艺、高精度机床和生产流水线上使用的测量设备要加强管理，到车间、生产现场 进行巡回校准。巡回校准可以根据生产实际情况需要，对部分项目进行校准，如万能量具的零位校准，温 度计量中控制仪表的炉前校准都属于这类性质。（6）临时校准测量设备在确认周期内发生故障，可根据使用人员要求，给予临时